package com.jdaw.datastructure.graph;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;

public class Graph {
    private ArrayList<String> vertexList;//存储顶点
    private int[][] edges;
    private int numOfEdges;//表示边的数量
    private boolean[] isVisited;//记录某个节点是否被访问过

    public static void main(String[] args) {
        int n=5;
        Graph graph=new Graph(5);
        String vertexValue[]={"A","B","C","D","E"};
        //添加顶点
        for(String s:vertexValue){
            graph.insert(s);
        }
        //添加边
        graph.insertEdge(0,1,1);
        graph.insertEdge(0,2,1);
        graph.insertEdge(1,0,1);
        graph.insertEdge(1,2,1);
        graph.insertEdge(1,3,1);
        graph.insertEdge(1,4,1);
        graph.insertEdge(2,0,1);
        graph.insertEdge(2,1,1);
        graph.insertEdge(3,1,1);
        graph.insertEdge(4,1,1);
        graph.getGraph();
        graph.bfs();
    }

    public Graph(int n) {
        this.vertexList=new ArrayList<String>(n);
        this.edges=new int[n][n];
        this.numOfEdges=0;
        this.isVisited=new boolean[5];
    }

    //得到第一个邻接节点的下标
    public int getFirstNeighbor(int index){
        for(int j=0;j<vertexList.size();j++){
            if(edges[index][j]==1){
                return j;
            }
        }
        return -1;
    }

    //根据前一个邻接节点的下标获取下一个邻接节点的下标
    public int getNextNeighbor(int v1,int v2){
        for(int i=v2+1;i<vertexList.size();i++){
            if(edges[v1][i]==1){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    //深度优先遍历算法
    public void dfs(boolean[] isVisited,int i){
        //i第一次就是0，首先访问该节点
        System.out.print(getValueByIndex(i)+"->");
        isVisited[i]=true;//置为已访问
        //查找i的第一个邻接节点
        int w = getFirstNeighbor(i);
        while(w!=-1){
            if(!isVisited[w]){
                dfs(isVisited,w);
            }
            //如果w已经被访问过了，查找下一个邻接节点
            w=getNextNeighbor(i,w);
        }
    }

    //遍历所有的节点进行dfs，因为上面的dfs只是对于第一个节点
    public void dfs(){
        for(int i=0;i<getNumOfVertex();i++){
            if(!isVisited[i]){
                dfs(isVisited,i);
            }
        }
    }

    //对一个节点进行广度优先遍历
    private void bfs(boolean[] isVisited,int i){
        int u;//表示队列头结点的下标
        int w;//表示u的邻接节点
        //记录结点访问的顺序
        LinkedList queue=new LinkedList();
        System.out.println(getValueByIndex(i)+"->");
        isVisited[i]=true;
        queue.addLast(i);
        while(!queue.isEmpty()){
            u=(Integer)queue.removeFirst();
            w=getFirstNeighbor(u);
            while(w!=-1){//找到
                if(!isVisited[w]){
                    System.out.println(getValueByIndex(w)+"->");
                    isVisited[w]=true;
                    queue.addLast(w);
                }
                w=getNextNeighbor(u,w);
            }
        }
    }

    //遍历所有的节点进行广度优先
    public void bfs(){
        for(int i=0;i<getNumOfVertex();i++){
            if(!isVisited[i]){
                bfs(isVisited,i);
            }
        }
    }

    //显示图对应的邻接矩阵
    public void getGraph(){
        for(int[] edge:edges){
            System.out.println(Arrays.toString(edge));
        }
    }

    //返回结点的个数
    public int getNumOfVertex(){
        return vertexList.size();
    }

    //返回边的数目
    public int getNumOfEdges(){
        return vertexList.size();
    }

    //返回下标对应的数据，如1->A,2->B
    public String getValueByIndex(int i){
        return vertexList.get(i);
    }

    //返回权值
    public int getWeight(int v1,int v2){
        return edges[v1][v2];
    }

    //插入顶点
    public void insert(String vertex){
        vertexList.add(vertex);
    }

    //在二维数组中插入边的信息1/0
    public void insertEdge(int v1,int v2,int weight){
        //v1v2表示两个顶点的下标
        edges[v1][v2]=weight;
        edges[v2][v1]=weight;
        numOfEdges++;
    }
}
